كيف يتشكل الشفق القطبي على كوكب المريخ.. دراسة أمريكية حديثة تشرح الآلية

رصد الفيزيائيون بقيادة جامعة أيوا الأمريكية، الآلية التي تساعد على تشكل نوع من الشفق القطبي على المريخ.

وفي دراسة جديدة نشرت الخميس، في دورية “جيوفيزيكال ريسيرش”، درس الفيزيائيون الشفق القطبي المنفصل، وهو عرض ضوئي في السماء يحدث غالبًا أثناء الليل في نصف الكرة الجنوبي للكوكب الأحمر.

وبينما كان العلماء يعرفون عن الشفق القطبي المنفصل على سطح المريخ، والذي يحدث أيضا على الأرض، لم يعرفوا كيف تشكل، ذلك لأن المريخ لا يمتلك مجالًا مغناطيسيا عالميا مثل الأرض، وهو سبب رئيسي للشفق القطبي، ويسمى أيضا الأضواء الشمالية والجنوبية على كوكبنا.

عوضا عن ذلك، أفاد الفيزيائيون أن الشفق القطبي المنفصل على المريخ محكوم بالتفاعل بين الرياح الشمسية، وهي التدفق المستمر للجسيمات المشحونة من الشمس، والمجالات المغناطيسية التي تولدها القشرة عند خطوط العرض الجنوبية على المريخ.

ووجد العلماء أن طبيعة هذا التفاعل المحلي بين الرياح الشمسية والمجالات المغناطيسية القشرية هي التي تؤدي إلى الشفق القطبي المنفصل.

ويقول زاكاري جيرازيان، عالم الأبحاث المشارك في قسم الفيزياء وعلم الفلك والمؤلف المقابل للدراسة: “لدينا أول دراسة مفصلة تبحث في كيفية تأثير ظروف الرياح الشمسية على الشفق القطبي على المريخ، والنتيجة الرئيسية التي توصلنا إليها هي أنه داخل منطقة حقل القشرة الأرضية القوية، يعتمد معدل حدوث الشفق القطبي في الغالب على اتجاه المجال المغناطيسي للرياح الشمسية، بينما خارج منطقة حقل القشرة الأرضية القوية، يعتمد معدل الحدوث في الغالب على الضغط الديناميكي للرياح الشمسية”.

جاءت النتائج من أكثر من 200 عملية رصد للشفق القطبي المنفصل على سطح المريخ بواسطة مركبة الفضاء الجوي المريخية بقيادة ناسا والمركبة الفضائية (مافن)، وهي محلل أيون الرياح الشمسية، بقيادة جاسبر هاليكاس ، الأستاذ المشارك في قسم الفيزياء وعلم الفلك والمؤلف المشارك في الدراسة.

ويقول جيرازيان “الآن هو وقت مثمر للغاية ومثير للبحث عن الشفق القطبي على المريخ، وقاعدة بيانات ملاحظات الشفق القطبي المنفصلة التي لدينا من مافن هي الأولى من نوعها، مما يسمح لنا بفهم السمات الأساسية للشفق القطبي لأول مرة”.

اقرأ أيضاً: طقطقة وفرقعة.. عالم يسجل أصوات الشفق القطبي دون أضواء

نجح الأستاذ في جامعة آلتو الفنلندية، كاليرفو لين، في تسجيل أصوات الشفق، مما يدل على أن هذه الظاهرة أكثر شيوعًا مما كان يعتقد سابقًا.

وأثبتت تلك التجربة أن ظاهرة الشفق تحدث حتى في غياب الأضواء الشمالية المرئية. وجرى الإعلان عن هذا الإنجاز في 11 مايو/ أيار الجاري خلال مؤتمر الصوتيات المشترك في الدنمارك.

ويقول لين في تقرير نشره الإثنين الموقع الإلكتروني لجامعة آلتو: “هذا يلغي الحجة القائلة بأن الأصوات الشفقية نادرة للغاية وأن الشفق القطبي يجب أن يكون مشرقًا وحيويًا بشكل استثنائي”.

وكان لين يدرس الأصوات المرتبطة بالأضواء الشمالية لسنوات عديدة، وفي عام 2016 نشر ورقة بحثية تربط تسجيلات أصوات طقطقة وفرقعة خلال حدث شفقي مع ملامح درجة الحرارة التي يقيسها معهد الأرصاد الجوية الفنلندي (FMI).

لم توضح هذه البيانات أن الشفق القطبي يرتبط أحيانًا بالأصوات فحسب، بل دعمت أيضًا نظرية لين القائلة بأن الأصوات تنتج من التفريغ الكهربائي عبر طبقة انعكاس درجة الحرارة على ارتفاع 70 مترًا فوق سطح الأرض.

وتم إجراء التسجيلات الجديدة ليلاً بالقرب من قرية فيسكارس، رغم عدم وجود أضواء شمالية مرئية، حيث التقط تسجيل لين المئات من “الأصوات الشفقية” المرشحة.

وعندما تمت مقارنة التسجيلات بقياسات النشاط المغناطيسي الأرضي بواسطة معهد الأرصاد الجوية الفنلندي، كان هناك ارتباط قوي وواضح، وتم ربط أفضل 60 صوتًا مرشحًا بالتغيرات في المجال المغناطيسي الأرضي.

ويقول لين: “باستخدام البيانات المغناطيسية الأرضية، التي تم قياسها بشكل مستقل، من الممكن التنبؤ بموعد حدوث الأصوات الشفقية في تسجيلاتي بدقة 90٪”.

ويشير تحليل لين الإحصائي إلى وجود علاقة سببية بين التقلبات المغناطيسية الأرضية والأصوات الشفقية.

وبالنسبة إلى لين، فإن أكثر الاكتشافات إثارة للدهشة هو أن الأصوات الشفقية حدثت حتى في غياب الأضواء الشمالية المرئية.

ويقول”كانت تلك أكبر مفاجأة، فالأصوات أكثر شيوعًا مما كان يعتقده أي شخص، ولكن عندما يسمعها الناس بدون شفق قطبي مرئي، فإنهم يعتقدون أنه مجرد تكسير جليدي أو ربما كلب أو أي حيوان آخر “.

المصدر: العين الإخبارية – مواقع إلكترونية